Phys. Rev. Dog

忙しい人のための物理雑学

物理学者を目指す大学生へ

大学で物理を学び、研究者を目指す新入生達にむけてちょっとしたアドバイスを書いてみます

※ 以下はあくまで僕の考える勉強の仕方です。必ずこうしなければならないというわけではありません。何かの参考になれたら嬉しいです。

大学の物理では何を学ぶのか?

既存の物理を学ぶ事を通し、「理論(模型)の作り方」を学びます。
議論の方法を学び、物理的センスと呼ばれる物を身につけます。

大学の教科書の読み方

各分野に名著、定番書がありますが、これらは決して「わかりやすい」とか「簡単」なわけではありません。

名著と呼ばれる教科書の多くは「読み手の物理的センスを磨くもの」です。
ファインマン物理学」「ランダウ・リフシッツの理論物理学教程」などはその代表的なものです。前者は問題の本質を見抜き簡単なトイ・モデルを考え、思考実験を繰り返す事で物理を調べていきます。後者は考えている物理の次元や対称性から理論を構成して行きます。

ファインマンはアメリカの、ランダウはロシアの、共に天才と呼ばれた物理学者です。
教科書を通して彼らの思考法ー物理的センスーを身につけて行くのですが、決して簡単ではありません。最初は難しいと感じるかもしれませんが、それは決してあなたの能力が低いからではありません。よく考え、議論を何度も反芻するうちにあなたの血肉になっていくでしょう。

良く読まれる 名著/定番書の例

大学では複数の教科書を読んで理解を深めていきます。上に挙げたような本は大体2冊目以降に読まれます。
名著は難しいものが多いですが、読めばきっと議論の美しさに感銘を受けるでしょう。

議論の流れを掴みましょう

教科書を読むときには式を追っただけで満足してはいけません。その節では何から出発して何を導いたのでしょうか?自分の言葉でまとめてみましょう。

式の意味を考えましょう

その式の物理的意味は何でしょうか?式の両辺の次元はあっているでしょうか?
その量はスカラーでいいですか?それともベクトルですか?必要な対称性を満たしていますか?
簡単な例を考えて思考実験をし、式が正しいかチェックしてみましょう。

ノートにまとめましょう

半年もたつと人は忘れてしまいます。
未来の自分へのメッセージだと思って丁寧にノートをまとめましょう。
自分の言葉で簡潔にまとめてみましょう。
また、友達に教えたり、いっしょに議論しあうことで理解が深まるでしょう。

大学での勉強の進め方

大学の授業のペースはかなり遅く、また授業のレベルも扱う内容も限られています。そのため自分のペースでどんどん勉強して行く人が多いと思います。
可能なら仲間を見つけて自主ゼミ(輪講)を開くと良いと思います。
友達と議論をするのは勉強になりますし、何よりも仲間がいると楽しいからです。

自主ゼミの進め方

皆で読む本を一冊決めます。少し背伸びするくらいの本が良いでしょう。迷ったら先生に聞けば候補を挙げてもらえると思います。

週毎に読んでくる範囲と担当者を決めます。担当者は授業をする要領で要点を解説して行きます。(発表の仕方がよくわからない人は、上手い人の授業やセミナーを聞くと参考になると思います)

聴衆は物理的センスをフル回転させながら議論を追って行きます。式は正しそうかな?次元は?対称性は?物理的のイメージは?気がついたことがあったらどんどん質問して議論しましょう。わからないこともどんどん聞きましょう。

運動をしよう

これは僕が大学生のうちに知っておきたかった事です。
体調や精神のメンテナンスは重要な研究能力のひとつです。
学生のうちから運動の習慣をつけておくと良いと思います。僕の周囲の研究者はランニングやウォーキングをしている人が多いです。(無料ですし、自分のペースで出来ますからね)
体力がつくと集中力もあがりますよ!

特に理論系の研究者を目指す人は心身の健康が重要です。
鬱病になって引きこもってそのままどこかに・・という人が毎年一定数現れます。
理論系で生き残るにはどんなシビアな環境でも病まない強靭な精神が必要なのかもしれません。
やれる事はやっておくと悔いはないと思います。まずは日々の運動から!